專利名稱：可自動(dòng)熱調(diào)焦的透鏡裝置的制作方法
本申請(qǐng)要求申請(qǐng)日為2001年1月26日，申請(qǐng)?zhí)枮?0/264，483按照35U.S.C.§120遞交的臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。該臨時(shí)申請(qǐng)所披露的全部?jī)?nèi)容全部作為本文的參考文獻(xiàn)。
每個(gè)CRT在靠近CRT板面處安裝有附加的放大透鏡系統(tǒng)。通常，透鏡裝置至少有一個(gè)“A”透鏡元件，至少一個(gè)“B”透鏡元件和至少一個(gè)“C”透鏡元件。不論透鏡部件數(shù)目多少，本領(lǐng)域中一般稱它們?yōu)椤癆”，“B”和“C”透鏡組。也就是說，每“組”可能有一個(gè)或多個(gè)透鏡部件?！癇”透鏡組一般包含一個(gè)玻璃透鏡，而“A”和“C”透鏡組可能為塑料透鏡。然而，需要申明的是，每組可能包含一個(gè)或多個(gè)玻璃透鏡和一個(gè)或多個(gè)塑料透鏡?？蛇x地，透鏡裝置可能全部為玻璃透鏡或全部為塑料透鏡。CRTs產(chǎn)生的熱量會(huì)導(dǎo)致塑料透鏡變形或光學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變。特別是對(duì)于緊臨CRT安裝的“C”透鏡更是如此。另外，用于冷卻透鏡裝置的液體，如乙烯乙酯的折光指數(shù)也會(huì)因溫度的變化而發(fā)生改變。由于溫度的變化引起類似上述光學(xué)性質(zhì)的改變，透鏡系統(tǒng)的焦距也會(huì)發(fā)生變化。更特別的是，當(dāng)透鏡裝置的溫度在連續(xù)操作的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)不斷發(fā)生變化時(shí)，由于溫度升高的散焦效應(yīng)可能導(dǎo)致投射到電視屏幕上的圖像模糊不清。對(duì)于高分辯率的電視(HDTV)系統(tǒng)，高的分辨率使這種模糊效應(yīng)更加顯著。
有些溫度校正系統(tǒng)依靠裝于投射電視機(jī)機(jī)殼內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器和一個(gè)可根據(jù)溫度傳感器反饋的信息使透鏡裝置重新聚焦的自動(dòng)調(diào)焦的機(jī)械。這類系統(tǒng)的缺點(diǎn)包括價(jià)格昂貴和難于確保每個(gè)透鏡裝置有效和獨(dú)立的進(jìn)行調(diào)焦。解決熱感應(yīng)透鏡失真問題的一個(gè)簡(jiǎn)便的方法在授予本專利權(quán)人的美國(guó)專利號(hào)為6,104,554的專利中有描述，其中所披露的內(nèi)容此處全部列為參考。在美國(guó)專利號(hào)為6,104,554專利中所示和描述的優(yōu)選實(shí)施例使用了多個(gè)柵，當(dāng)透鏡裝置受到相近的CRT放出的熱量而膨脹時(shí)，柵也熱膨脹。柵與置有“A”和“B”透鏡元件的室機(jī)械地結(jié)合在一起?！癈”透鏡元件的位置緊鄰CRT，并遠(yuǎn)離“A”和“B”透鏡元件。柵同樣由于受熱而變形或膨脹，進(jìn)而使“A”和“B”透鏡元件向“C”透鏡元件方向移動(dòng)。因此，當(dāng)電視系統(tǒng)內(nèi)部溫度升高時(shí)，可以使“A”和“B”透鏡元件與“C”透鏡元件之間保持適當(dāng)?shù)木嚯x。同樣的道理，當(dāng)電視系統(tǒng)冷卻時(shí)，“C”元件和柵將會(huì)收縮回原位，這樣，當(dāng)重新打開電視時(shí)，它們有合適的焦距。
需要申明的是，這種溫度感應(yīng)散焦會(huì)在多種實(shí)施例中發(fā)生，包括那些溫度升高和降低的過程。盡管在這方面取得了進(jìn)步，但是對(duì)于透鏡裝置在解決溫度感應(yīng)聚焦問題的同時(shí)，還需要降低制備透鏡裝置的成本和復(fù)雜性。
更特別地，對(duì)于投射電視領(lǐng)域，在第一個(gè)實(shí)施例中，“A”和“B”透鏡元件載于透鏡支架中，并調(diào)節(jié)與“C”透鏡元件的軸向相對(duì)距離，然后機(jī)械的地固定其位置。當(dāng)溫度升高時(shí)，透鏡支架膨脹的速度大于調(diào)焦支架膨脹的速度，這樣，至少使“A”透鏡元件移向“C”透鏡元件。這樣，當(dāng)“C”元件的光學(xué)性質(zhì)在熱環(huán)境下發(fā)生變化時(shí)，確保透鏡之間的距離保持為最初調(diào)節(jié)好的適當(dāng)?shù)木嚯x。
在該實(shí)施例中，調(diào)焦支架和透鏡支架為圓柱形構(gòu)件，在這兩個(gè)構(gòu)件之間有一個(gè)機(jī)械的緊固裝置用于轉(zhuǎn)動(dòng)和軸動(dòng)調(diào)焦支架(？應(yīng)為透鏡支架)來調(diào)節(jié)其與調(diào)焦支架的相對(duì)位置。一旦完成上述手動(dòng)調(diào)節(jié)過程，調(diào)焦支架和透鏡支架之間的相對(duì)位置就固定了，使用過程中，兩個(gè)支架材料的不同CTEs的自動(dòng)調(diào)節(jié)開始起作用，并自動(dòng)補(bǔ)償由熱感應(yīng)變化引起的光學(xué)性質(zhì)的變化。手動(dòng)調(diào)節(jié)功能通過一個(gè)槽和位于調(diào)焦支架和透鏡支架裝置之間的約中間位置處的螺紋緊固器來完成。一旦固定，該緊固裝置就可以有一個(gè)位置，該位置使透鏡支架向相反的方向膨脹。由于CRT區(qū)域的溫度最高，故朝向CRT方向的膨脹最大。因此，至少“B”透鏡組載于透鏡支架區(qū)域中，該透鏡支架位于緊固裝置和“C”元件及CRT之間?？蛇x地，“A”和“B”透鏡組都位于該區(qū)域，以便它們協(xié)調(diào)一致地向“C”透鏡組移動(dòng)。
在第一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)焦支架的材料優(yōu)選為充填10％玻璃的聚碳酸酯，其熱膨脹系數(shù)為3.22*10-5cm/cm/C。透鏡支架的材料優(yōu)選為未充填的聚碳酸酯，其熱膨脹系數(shù)為6.75*10-5cm/cm/C。應(yīng)該明白的是，可以使用其他具有不同CTEs的替代材料，而并不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。例如，雖然該實(shí)施例中使用了兩種塑料，但是，可以用金屬取代其中的一種或兩種材料而可以達(dá)到同樣的效果。
在第二個(gè)實(shí)施例中，透鏡支架由鋁制備，而調(diào)焦支架由塑料制備。在該實(shí)施例中，自動(dòng)校正位移使載于透鏡支架中的透鏡或透鏡組遠(yuǎn)離光傳導(dǎo)元件或光源元件。
結(jié)合附圖
對(duì)以下優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明，可以使本領(lǐng)域中的一般技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的其他目標(biāo)，優(yōu)點(diǎn)和特征有更加明確的理解。
透鏡裝置10包括一個(gè)遠(yuǎn)離中心的圓筒形的調(diào)焦支架14。透鏡裝置包括一個(gè)“C”透鏡元件16，本領(lǐng)域中稱為白場(chǎng)(透)鏡。使用支架構(gòu)件或連接件17將調(diào)焦支架14安裝于電視機(jī)內(nèi)(圖中未示出電視機(jī))，并通過適當(dāng)?shù)木o固器18和法蘭件20使調(diào)焦支架14與連接件17固定。白場(chǎng)(透)鏡或“C”元件16固定于調(diào)焦支架14和連接件17之間，并用銷子22固定在中央位置。與現(xiàn)有的工藝一樣，“C”透鏡元件16由純塑料制成，并且面向CRT12的一面為凸面16a。
如圖2所示，使用支架23和彈簧緊固裝置24使CRT12靠在連接件17上。O型環(huán)25位于“C”透鏡元件16的法蘭部分16b和連接件17之間，O型環(huán)26位于CRT 12和連接件17之間。這樣在“C”透鏡元件16和CRT 12之間形成了現(xiàn)有的用于容納液體冷卻劑的空間27。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，該液體冷卻劑的折光指數(shù)一般也會(huì)發(fā)生變化。本發(fā)明也對(duì)這種散焦效應(yīng)進(jìn)行矯正。
參見圖3和4，透鏡支架28上載有三個(gè)透鏡，包括“A”元件30和一對(duì)“B”元件32，34?？拷癈”元件16的“B”元件32和“A”元件30由純塑料制備。大一點(diǎn)的位于中間的“B”元件34由玻璃制成，是透鏡裝置10的主要的放大元件?；剡^頭再參見圖2，在光線和圖像被位于透鏡裝置10相對(duì)于CRT 12的電視屏幕接受到時(shí)，光最先通過“C”透鏡元件16，然后分別通過“B”元件32，34，最終通過“A”元件30。
如圖3和4所示，包括“A”和“B”透鏡元件30，32，34的透鏡支架28可以相對(duì)于“C”透鏡元件16進(jìn)行軸向的左右移動(dòng)。這種初步的調(diào)節(jié)一般是在工廠的生產(chǎn)過程進(jìn)行的。為了使這種調(diào)節(jié)更容易，緊固裝置40的外螺紋緊固器42插入在內(nèi)螺紋插件43中，進(jìn)一步穿過兩個(gè)螺母44a，44b及其之間的鎖緊墊圈46，并從調(diào)焦支架14上的狹槽50延伸出來。上部插件43不會(huì)承受任何緊固作用，只是在旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)過程中簡(jiǎn)單地起到導(dǎo)向元件的作用。松開螺母44a，44b后，調(diào)焦支架14可以相對(duì)于透鏡支架28進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。如圖2所示，狹槽50的延長(zhǎng)線與透鏡裝置10的軸52(如圖2所示)不成直角關(guān)系。因此，當(dāng)調(diào)焦支架14旋轉(zhuǎn)時(shí)，緊固插件43沿軸52移動(dòng)，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向的不同帶動(dòng)透鏡支架28和透鏡30，32，34沿軸52或朝向CRT 12或背向CRT 12移動(dòng)。根據(jù)這種方法一旦調(diào)節(jié)好合適的焦距，擰緊螺母44a和44b，這樣，“A”和“B”透鏡組的透鏡30，32，34相對(duì)于“C”透鏡16的距離就固定了。
進(jìn)一步由圖4所示，當(dāng)電視機(jī)連續(xù)使用一段時(shí)間后，CRT12發(fā)出的熱會(huì)使“C”透鏡元件16從圖中點(diǎn)劃線所示的位置變形到實(shí)線所示的位置，為描述清楚起見，圖中實(shí)線位置有所夸張。也就是說，“C”透鏡元件16會(huì)朝著CRT12的方向變形或扭曲。因此，如果“B”透鏡元件32，34在如圖3所示的原來位置上保持不動(dòng)，“B”透鏡元件32，34和“C”透鏡元件16之間的距離L1，L2，與使用緊固裝置40初次調(diào)焦時(shí)設(shè)定的L1，L2不同。投射到屏幕上的影像會(huì)因此變得模糊不清。為了能夠補(bǔ)償“C”透鏡元件16的熱感應(yīng)或其他光學(xué)性質(zhì)變化引起的變形效應(yīng)，制備透鏡支架28的材料與制備調(diào)焦支架14的材料的熱膨脹系數(shù)(CTE)不同。特別地，如圖4所示，裝有“B”透鏡元件32，34的透鏡支架28部分向右移動(dòng)，這樣，L1和L2的長(zhǎng)度盡量保持與圖3所示的最初設(shè)定的L1和L2的長(zhǎng)度相同。這樣，如圖4所示，透鏡支架28的部分到緊固裝置40右端的部分熱膨脹并向右移動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)透鏡元件32，34從點(diǎn)劃線所示的位置移動(dòng)到實(shí)線所示的位置。在優(yōu)選實(shí)施例中，透鏡支架28由CTE為6.75*10-5cm/cm/C的塑料制備，而調(diào)焦支架材料的CTE較小，為3.22*10-5cm/cm/C。更優(yōu)選的，調(diào)焦支架14用填充了10％玻璃的聚碳酸酯制備，而透鏡支架28使用未填充的聚碳酸酯。當(dāng)電視機(jī)連續(xù)使用時(shí)，假設(shè)“C”透鏡元件16部分的溫度為60-65℃，投射電視機(jī)透鏡裝置10的重調(diào)焦距的范圍在0.10mm到0.15mm之間。
圖5A和5B所示為本發(fā)明眾多可能可選實(shí)施例之一的透鏡裝置100的形狀。透鏡裝置100包括牢牢固定于適當(dāng)?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)104的遠(yuǎn)離圓心的外調(diào)焦支架102和內(nèi)透鏡支架106。調(diào)焦支架102和106優(yōu)選為圓筒狀，但更普遍的是沿縱向軸108延伸的管狀。透鏡支架106插入到調(diào)焦支架102中，并通過螺紋110固定在調(diào)焦支架102上，螺紋110還可以調(diào)節(jié)調(diào)焦支架102和透鏡支架106之間的相對(duì)位置。這樣就可以使透鏡支架16靠近或遠(yuǎn)離光投射體或光產(chǎn)生體，如圖5A，5B所示的棱鏡112。透鏡支架106的初始焦距位置由鎖緊環(huán)114固定，鎖緊環(huán)114緊靠在調(diào)焦支架102的一端102a處，并通過螺紋固定在透鏡支架106上。透鏡元件系列116，118a，118b固定于透鏡支架106內(nèi)，用于傳輸光或圖像。圖示中的形狀，使用的材料和透鏡元件116，118a，118b的數(shù)目沒有任何限制的含義。遠(yuǎn)離中心的“A”透鏡元件118a和遠(yuǎn)離中心的“B”透鏡元件118b可以由塑料制備，如丙烯酸纖維。其余“A”和“B”透鏡元件116可以用玻璃制備。適當(dāng)?shù)墓潭ㄔ?20用于將“A”和“B”透鏡元件116，118a，118b固定于透鏡支架106內(nèi)。如同第一個(gè)實(shí)施例，該透鏡裝置100只是說明性的描述本發(fā)明，根據(jù)實(shí)際的需要可以進(jìn)行形狀和使用材料的改動(dòng)。
圖5A所示為透鏡裝置未受熱時(shí)的狀態(tài)和相應(yīng)的距離L1，L2，L3。圖5B所示為受熱狀態(tài)(例如，60-65℃)下的狀況，其中，“B”透鏡元件118b已經(jīng)向光發(fā)射體或光產(chǎn)生體112的方向發(fā)生向外的變形(圖中所示為夸張的形狀)。典型的情況下，這將會(huì)改變距離L1，并使通過透鏡裝置110投射的圖像失真。然而，根據(jù)本發(fā)明，透鏡支架106的材料，例如鋁，其CTE值小于調(diào)焦支架102材料的CTE值。本例中，調(diào)焦支架102可用塑料材料，如麻薩諸塞州的General ElectricPlastics，Pittsfield的Cycolac KJW，其CTE值為11.2*10-5cm/cm/C。鋁的CTE值為2.4*10-5cm/cm/C。這樣，如圖5B的夸張所示，調(diào)焦支架102會(huì)從相對(duì)于支撐結(jié)構(gòu)104的原來的L2位置膨脹到L2’的位置。如圖5B所示，這將會(huì)帶動(dòng)透鏡支架106向左移動(dòng)，這樣，距離L3就變?yōu)檩^短的L3’。結(jié)果是“B”透鏡元件118b的外表面與光傳輸體或產(chǎn)生體112之間的距離優(yōu)選的保持不變或僅有微小的改變。也就是說，L1等于或近似等于L1’。如圖5B所示，在加熱的情況下，即使不能夠完全達(dá)到最初的L1距離，但透鏡118b向左的任何移動(dòng)都有利于通過透鏡裝置100傳輸?shù)膱D像效果最佳。
雖然通過優(yōu)選實(shí)施例的描述對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，并且對(duì)實(shí)施例進(jìn)行了某種程度的詳細(xì)說明，但這并非意味著本發(fā)明人想限制或以任何形式來如此限定權(quán)利要求。對(duì)本領(lǐng)域中的那些熟練技術(shù)人員而言，本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)都是顯而易見的。根據(jù)需要和使用者的喜好，本發(fā)明的各種特征可以單獨(dú)應(yīng)用，也可以進(jìn)行多種的組合應(yīng)用。連同實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選方法對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了一般的描述。
權(quán)利要求
1.適合安裝于溫度變化環(huán)境的透鏡裝置，該透鏡裝置包括具有內(nèi)表面和外表面的通常為管狀的透鏡支架，其制備材料的熱膨脹系數(shù)為第一熱膨脹系數(shù)，在所述的透鏡支架的所述的內(nèi)表面沿軸向至少安裝第一透鏡，與所述的透鏡支架的所述的外表面結(jié)合在一起的通常為管狀的調(diào)焦支架，其制備材料的熱膨脹系數(shù)不同于所述的第一熱膨脹系數(shù)，為第二熱膨脹系數(shù)，和使所述透鏡支架和所述調(diào)焦支架結(jié)合在一起的調(diào)節(jié)和鎖定裝置，使所述的透鏡支架相對(duì)于所述的調(diào)焦支架沿軸向做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，然后固定于使所述的第一透鏡獲得初步焦點(diǎn)的位置上，其中，在所述的第一透鏡固定于初步的焦點(diǎn)位置后，當(dāng)透鏡支架和調(diào)焦支架受熱時(shí)，第一和第二熱膨脹系數(shù)導(dǎo)致所述透鏡支架和所述調(diào)焦支架的軸向相對(duì)位置自動(dòng)改變，從而使所述的第一透鏡移動(dòng)到一個(gè)新的聚焦位置。
2.如權(quán)利要求1中的透鏡裝置，其特征在于，其中所述的第一透鏡裝載于所述的調(diào)節(jié)和鎖定裝置的一側(cè)，當(dāng)所述的透鏡支架的溫度變化時(shí)，所述的第一透鏡向遠(yuǎn)離調(diào)節(jié)和鎖定裝置的一側(cè)移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2中的透鏡裝置，其特征在于，其中所述的調(diào)節(jié)和鎖定裝置進(jìn)一步包括緊固裝置和鎖固元件，其中，緊固裝置的一部分直接與所述的透鏡支架結(jié)合在一起，另一部分從位于所述的調(diào)焦支架上的槽穿過并可以沿著該槽移動(dòng)從而使透鏡支架移動(dòng)到初步的焦點(diǎn)位置；鎖固元件牢牢固定于所述透鏡支架的外表面，使所述的透鏡支架固定在初步的焦點(diǎn)位置。
4.如權(quán)利要求1中的透鏡裝置，其特征在于，其中所述的調(diào)節(jié)和鎖定裝置進(jìn)一步包括位于所述的透鏡支架和所述的調(diào)焦支架之間的螺紋連接件和所述的透鏡支架上的鎖定部件，鎖定部件可在鎖定和非鎖定位置之間變換以選擇性的固定所述的透鏡支架于初步的焦點(diǎn)位置。
5.如權(quán)利要求1中的透鏡裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括沿所述的軸安裝的第二透鏡，該透鏡有一個(gè)向遠(yuǎn)離所述的第一透鏡方向彎曲的凸起部分，其中，當(dāng)使用過程中受熱時(shí)，由于第一和第二熱膨脹系數(shù)造成所述的凸起部分向遠(yuǎn)離所述的第一透鏡方向發(fā)生變形，所述的第一透鏡自動(dòng)向所述的第二透鏡方向移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1中的透鏡裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一種容于其中的液體冷卻劑，當(dāng)溫度變化時(shí)，所述的液體冷卻劑的折光指數(shù)發(fā)生改變，此時(shí)，新的焦點(diǎn)位置有助于校正由于所述的折光指數(shù)改變而引起的散焦。
7.如權(quán)利要求1中的透鏡裝置，其特征在于，其中所述的第一熱膨脹系數(shù)大于所述的第二熱膨脹系數(shù)。
8.如權(quán)利要求7中的透鏡裝置，其特征在于，其中所述第一熱膨脹系數(shù)至少比第二熱膨脹系數(shù)大兩倍。
9.如權(quán)利要求1中的透鏡裝置，其特征在于，其中所述的調(diào)焦支架和所述的透鏡支架中的一個(gè)是由塑料制備，所述的調(diào)焦支架和所述的透鏡支架中的另外一個(gè)由金屬制備。
10.如權(quán)利要求1中的透鏡裝置，其特征在于，其中所述的調(diào)焦支架和所述的透鏡支架都是由塑料制備。
11.如權(quán)利要求1中的透鏡裝置，其特征在于，其中所述的調(diào)焦支架和所述的透鏡支架都是由金屬制備。
12.如權(quán)利要求1中的透鏡裝置，其特征在于，其中所述的透鏡支架和所述的調(diào)焦支架一般地都是圓筒形狀。
13.一個(gè)投射電視透鏡裝置包括由具有第一熱膨脹系數(shù)的材料制備的，帶有內(nèi)表面和外表面的通常管狀的透鏡支架；在所述的透鏡支架的所述的內(nèi)表面沿軸向至少安裝有第一透鏡；第二透鏡沿所述的軸安裝，所述的第二透鏡適合安裝于鄰近光源處；一個(gè)通常管狀的調(diào)焦支架與所述的透鏡支架的所述的外表面結(jié)合在一起，并且該調(diào)焦支架是由具有小于所述的第一熱膨脹系數(shù)的第二熱膨脹系數(shù)的材料制備，和將所述的透鏡支架和所述的調(diào)焦支架結(jié)合在一起的調(diào)節(jié)和瑣定裝置，可以使所述的透鏡支架相對(duì)于所述的調(diào)焦支架沿所述的軸移動(dòng)，然后使所述的第一透鏡鎖定在第二透鏡的初步焦點(diǎn)的位置上，其中，在至少所述的第一透鏡鎖定在初步的焦點(diǎn)位置上，并且透鏡支架，調(diào)焦支架和第二透鏡被光源加熱之后，所述的透鏡支架和調(diào)焦支架自動(dòng)做相對(duì)移動(dòng)，這樣，由于第一和第二熱膨脹系數(shù)的不同，使所述的第一透鏡和第二透鏡中的至少一個(gè)移動(dòng)到新的焦點(diǎn)位置。
14.如權(quán)利要求13中的投射電視透鏡裝置，其特征在于，通過使用所述的調(diào)節(jié)和鎖定裝置，所述的第一和第二透鏡的安裝方式可以使它們沿所述的軸做相對(duì)移動(dòng)，在光源的加熱下也會(huì)使它們相對(duì)移動(dòng)。
15.如權(quán)利要求13中的投射電視透鏡裝置，其特征在于，通過使用所述的調(diào)節(jié)和鎖定裝置，所述的第一和第二透鏡的安裝方式可以使它們一起沿所述的軸移動(dòng)，加熱的光源也會(huì)使它們移動(dòng)。
16.如權(quán)利要求13中的投射電視透鏡裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括第三透鏡，該透鏡沿所述的軸安裝于所述的透鏡支架上，位于所述的第一和第二透鏡之間，其中，由于第一和第二熱膨脹系數(shù)的不同，所述的第三透鏡自動(dòng)朝所述的第二透鏡方向移動(dòng)，這樣，所述的第三透鏡就移動(dòng)到第二透鏡的新的焦點(diǎn)位置上。
17.如權(quán)利要求16中的投射電視透鏡裝置，其特征在于，所述的第一和第三透鏡沿所述的軸裝于所述的調(diào)節(jié)和鎖定裝置的一側(cè)，當(dāng)所述的透鏡支架受到光源的加熱時(shí)，所述的第一和第二透鏡向遠(yuǎn)離所述的調(diào)節(jié)和鎖定裝置的方向移動(dòng)。
18.如權(quán)利要求13中的投射電視透鏡裝置，其特征在于，所述的調(diào)節(jié)和鎖定裝置進(jìn)一步包括緊固裝置和鎖定元件，緊固裝置的第一部分直接與所述的透鏡支架結(jié)合在一起，第一部分從調(diào)焦支架上的槽穿過并可沿著該槽移動(dòng)，使透鏡支架移動(dòng)到初步的焦點(diǎn)位置上，鎖定元件牢固裝于所述調(diào)焦支架的外表面并使透鏡支架鎖定在初步的焦點(diǎn)位置上。
19.如權(quán)利要求13中的投射電視透鏡裝置，其特征在于，所述的第一熱膨脹系數(shù)大于所述的第二熱膨脹系數(shù)。
20.如權(quán)利要求19中的投射電視透鏡裝置，其特征在于，所述的第一熱膨脹系數(shù)至少比所述的第二熱膨脹系數(shù)大兩倍。
21.如權(quán)利要求13中的投射電視透鏡裝置，其特征在于，所述的調(diào)焦支架和所述的透鏡支架中的一個(gè)是由塑料制備，所述的調(diào)焦支架和所述的透鏡支架中的另外一個(gè)由金屬制備。
22.如權(quán)利要求13中的投射電視透鏡裝置，其特征在于，所述的調(diào)焦支架和所述的透鏡支架都是由塑料制備。
23.如權(quán)利要求13中的投射電視透鏡裝置，其特征在于，所述的調(diào)焦支架和所述的透鏡支架都是由金屬制備。
24.如權(quán)利要求13中的投射電視透鏡裝置，其特征在于，所述的第二透鏡為塑料白場(chǎng)(透)鏡。
25.如權(quán)利要求13中的投射電視透鏡裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括容于其中的液體冷卻劑，當(dāng)受到光的加熱時(shí)，所述的液體冷卻劑的折光指數(shù)發(fā)生改變，其中新的焦點(diǎn)位置有助于校正由于所述的折光指數(shù)的改變而引起的散焦。
26.如權(quán)利要求13中的投射電視透鏡裝置，其特征在于，所述的第二透鏡包括一個(gè)凸起部分，該凸起部分向遠(yuǎn)離所述的第一透鏡的方向彎曲，當(dāng)使用過程中受熱時(shí)，其中所述的凸起部分向遠(yuǎn)離所述的第一透鏡的方向變形，由于第一和第二熱膨脹系數(shù)的不同，所述的第一透鏡自動(dòng)向所述的第二透鏡方向移動(dòng)。
27.如權(quán)利要求13中的投射電視透鏡裝置，其特征在于，所述的第二透鏡的材料，在透鏡使用過程中受熱的情況下，會(huì)使透鏡發(fā)生變形散焦，所述的第一透鏡和第二透鏡中的至少一個(gè)會(huì)自動(dòng)移向新的焦點(diǎn)位置以便對(duì)變形進(jìn)行補(bǔ)償。
28.投射電視透鏡裝置調(diào)焦的方法，其中投射電視透鏡裝置包括一個(gè)通常管狀的調(diào)焦支架，可以沿一個(gè)軸相對(duì)于調(diào)焦支架移動(dòng)的通常管狀的透鏡支架，和至少沿軸裝于透鏡支架上的第一透鏡，制備透鏡支架和調(diào)焦支架的材料的熱膨脹系數(shù)不同，方法包括使調(diào)焦支架和透鏡支架沿軸向做相對(duì)移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)第一透鏡的軸向位置位于初步的焦點(diǎn)位置；用光源加熱調(diào)焦支架和透鏡支架；利用光源發(fā)出的熱使透鏡支架和調(diào)焦支架中的至少一個(gè)發(fā)生熱膨脹，從而使透鏡支架和第一透鏡沿軸向自動(dòng)調(diào)節(jié)到新的焦點(diǎn)位置。
29.如權(quán)利要求28中的方法，其特征在于，自動(dòng)調(diào)節(jié)透鏡支架和第一透鏡軸向位置的方法進(jìn)一步包括調(diào)焦支架的熱膨脹大于透鏡支架的熱膨脹。
30.如權(quán)利要求28中的方法，其特征在于，透鏡裝置進(jìn)一步包括第二透鏡，自動(dòng)調(diào)節(jié)透鏡支架和第一透鏡的軸向位置的方法進(jìn)一步包括使第一透鏡和第二透鏡沿軸向做相對(duì)移動(dòng)。
31.如權(quán)利要求28中的方法，其特征在于，透鏡裝置進(jìn)一步包括第二透鏡，自動(dòng)調(diào)節(jié)透鏡支架和第一透鏡的軸向位置的方法進(jìn)一步包括使第一透鏡和第二透鏡沿軸一起移動(dòng)。
全文摘要
特別適用于溫度變化的環(huán)境，例如，投射電視機(jī)，包括自動(dòng)熱調(diào)焦的透鏡裝置(10)。透鏡支架(28)由具有第一熱膨脹系數(shù)的材料制備，并至少載有一個(gè)透鏡(30，32，34)。調(diào)焦支架(14)與透鏡支架(28)結(jié)合在一起，并由具有與第一熱膨脹系數(shù)不同的第二熱膨脹系數(shù)的材料制備。調(diào)節(jié)和鎖定裝置(40)將透鏡支架(28)和調(diào)焦支架(14)結(jié)合在一起，并可以使透鏡支架(28)相對(duì)于調(diào)焦支架(14)沿軸向調(diào)整位置，然后鎖定在該位置上。在通過調(diào)節(jié)和鎖定裝置(40)固定好位置后，使用過程中，透鏡支架(28)和調(diào)焦支架(14)的相對(duì)軸向位置自動(dòng)變化，從而使透鏡(30，32，34)對(duì)應(yīng)用環(huán)境溫度的變化做出相應(yīng)的響應(yīng)。
文檔編號(hào)G02B13/16GK1455878SQ02800093
公開日2003年11月12日 申請(qǐng)日期2002年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月26日
發(fā)明者E·格列格·弗克森, 邁克·拉森 申請(qǐng)人:科寧精密透鏡公司